反應(yīng)設(shè)備使用歷史悠久, 應(yīng)用廣泛, 由于在小型不銹鋼反應(yīng)釜使用過程中涉及反應(yīng), 所以對(duì)反應(yīng)設(shè)備本身安全要求較高。目前,雙相不銹鋼的焊接方法主要有:①氣體保護(hù)鎢極電弧焊(GTAW),有時(shí)也叫做惰性氣體保護(hù)鎢極(TIG)焊。我國(guó)《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》從管理及安全的角度出發(fā)對(duì)壓力容器進(jìn)行分類時(shí), 把反應(yīng)容器提高了一個(gè)等級(jí), 把中壓、介質(zhì)為或毒性程度為危害介質(zhì)、PV≥10 MPa· m3 的反應(yīng)容器劃分為三類壓力容器, 而且把低壓、介質(zhì)毒性為極度和高度危害、PV≥0.2 MPa· m3 的容器也劃分為三類容器。三類容器在設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)和使用管理方面提出嚴(yán)格要求, 以防止意外事故的發(fā)生。文中所介紹的反應(yīng)釜屬于三類容器, 其反應(yīng)介質(zhì)之一為, 工作壓力為0.7 MPa, 工作溫度接近180 ℃。無色有毒, 極其(在空氣中含3% ～ 100%均可), 屬高度危害介質(zhì)。如何保證安全, 防止泄漏, 是設(shè)備設(shè)計(jì)時(shí)需重點(diǎn)解決的問題。而密封難點(diǎn)集中反映在頂蓋與筒體相連接的部位, 主要是因?yàn)槠涿芊饷娣e大、密封不易保證造成的。

(1)在橢圓封頭與圓筒的連接部位開孔, 孔邊的應(yīng)力沿圓周分布是較復(fù)雜的, 呈起伏變化。焊接接頭設(shè)計(jì)雙相不銹鋼的接頭設(shè)計(jì)必須有助于完全焊透并避免在凝固的焊縫金屬中存在未熔合的母材。它們各個(gè)方向的應(yīng)力及各應(yīng)力分量和應(yīng)力強(qiáng)度等的變化情形基本是同步的, 即應(yīng)力強(qiáng)度的部位其薄膜應(yīng)力強(qiáng)度、薄膜應(yīng)力 彎曲應(yīng)力的應(yīng)力強(qiáng)度也均是。為此按應(yīng)力強(qiáng)度部位路徑來評(píng)定其它兩個(gè)應(yīng)力強(qiáng)度的做法是可行的。

(2)從分析結(jié)果可看出, 孔邊各方向的應(yīng)力、應(yīng)力分量、應(yīng)力強(qiáng)度中薄膜應(yīng)力占有的比重。為此對(duì)接管與封頭、筒體的連接焊縫的內(nèi)部質(zhì)量檢測(cè)是非常必要的, 應(yīng)補(bǔ)充超聲檢測(cè)的要求, 目前對(duì)這類焊縫僅作表面檢測(cè)是不的。

(3)根據(jù)分析設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn), 對(duì)有限元結(jié)果進(jìn)行強(qiáng)度評(píng)定, 結(jié)果表明按常規(guī)設(shè)計(jì)出的頂蓋厚度不滿足強(qiáng)度要求, 所以進(jìn)行了內(nèi)部貼補(bǔ)強(qiáng)圈的補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)。所設(shè)計(jì)的反應(yīng)釜頂蓋結(jié)構(gòu)不僅有效地防止了泄漏,避免事故的發(fā)生, 而且降低了設(shè)備成本。

原反應(yīng)釜出現(xiàn)的問題及原因分析　反應(yīng)釜是生產(chǎn)黃連素的主要設(shè)備之一, 原反應(yīng)釜的釜體采用的材質(zhì)是普通不銹鋼(304);夾套采用的材質(zhì)是碳鋼(Q235-A)。反應(yīng)釜的爐溫控制實(shí)踐，運(yùn)用常規(guī)PID控制法，可有效控制動(dòng)態(tài)特性，比如溫度慣性大以及容量滯后等。運(yùn)行約22 個(gè)月, 發(fā)現(xiàn)釜體上封頭R 過渡區(qū)處及人孔焊縫處出現(xiàn)細(xì)水珠, 從人孔向內(nèi)壁觀察, 發(fā)現(xiàn)金屬表面失去光澤, 表面組織粗糙, 上封頭內(nèi)壁發(fā)現(xiàn)有一片凹坑, 有的已有豆粒大小。筒體一處有一直徑為300mm 的鼓皰, 可見此釜已嚴(yán)重腐蝕, 尤其上封頭腐蝕嚴(yán)重, 已直接影響投料生產(chǎn)。腐蝕的初步分析如下:①在長(zhǎng)時(shí)間高溫下易于分解, 生成甲醛和鹽酸氣CH2Cl2 H2O ※HCHO HCl。②反應(yīng)后期有飽和溶液生成,并有晶體析出。③在常溫下對(duì)金屬就有一定的腐蝕作用。

小型不銹鋼反應(yīng)釜焊接方法　

大量研究結(jié)果表明, 除氧炔焰焊接法因伴生碳污染焊縫外, 幾乎所有的焊接工藝現(xiàn)在均可用于雙相不銹鋼。瓜爾膠胚片在反應(yīng)釜中的裝填量為200kg/次,根據(jù)客戶對(duì)產(chǎn)品指標(biāo)的要求,反應(yīng)時(shí)間為2h,為0。目前, 雙相不銹鋼的焊接方法主要有:①氣體保護(hù)鎢極電弧焊(GTAW), 有時(shí)也叫做惰性氣體保護(hù)鎢極(TIG)焊;②氣體保護(hù)金屬極弧焊(GMAW/MIG), 有時(shí)稱為惰性氣體保護(hù)金屬極弧焊。③ 藥芯焊絲電弧焊(FCW);④焊條手工焊(SMAW/ 手工焊條電弧焊)等。以上焊接方法都有各自的適用范圍, 可根據(jù)具體情況選用。本反應(yīng)釜采用的是手工鎢極氣體保護(hù)焊接, 這種焊接方法的質(zhì)量與母材、焊絲質(zhì)量及焊接工藝關(guān)系極大。一般而言, 希望有焊接工藝過程的母材的相比例中, 奧氏體相略為占優(yōu), 以便高溫?zé)嵊绊憛^(qū)能夠獲得較理想的兩相比例。